砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.02.006

隧道建设（中英文） ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (2): 158-163.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.02.006

砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究

王正兴, 施焱

(南通城市建设集团有限公司，江苏南通 226100)

收稿日期:2015-08-21 修回日期:2015-10-25 出版日期:2016-02-20 发布日期:2016-03-02
作者简介:王正兴（１９８１—），男，江苏南通人，2004年毕业于吉林大学，土木工程专业，博士，工程师，现从事盾构隧道施工对地面沉降及埋地管线性状影响的研究工作。Email: johnston_2002@163.com。

Study on Ground Settlement Induced by Tunneling in Sandy Strata Using PFC2D

WANG Zhengxing, SHI Yan

（Nantong Urban Construction Group Co., Ltd., Nantong 226100, Jiangsu, China）

Received:2015-08-21 Revised:2015-10-25 Online:2016-02-20 Published:2016-03-02

摘要/Abstract

摘要：

为研究隧道施工条件下土层的沉降规律，利用离散元软件PFC2D，建立隧道-土体颗粒流数值模型，模拟砂土地层隧道施工过程中的土层沉降。研究结果表明：通过设计，颗粒流方法可有效模拟隧道施工的开挖问题；土拱效应的发挥程度与地层损失率成正比，同时土层剪应变率呈现由隧道中轴线向两侧逐渐减小、由深层向浅层逐渐展开的分布规律。分析结果可为工程实践中分析砂土地层隧道施工引起的土体沉降规律提供理论依据。

关键词: 砂土地层, 隧道施工, 沉降, 颗粒流模拟, 土拱效应, 地层损失率

Abstract:

A numerical model of tunnelsoil is established by means of PFC2D (Particle Flow Code) discrete element software, so as to simulate the ground settlement induced by tunneling. The study results show that: 1) The PFC2D can be considered as an effective way to simulate the tunnel excavation. 2) The effect of soil arch is proportional to the ground loss. 3) The shear strain rate of sandy strata decreases gradually from the medial axis to the side and increases gradually from deep soil to shallow soil during tunneling. The analysis results can provide theoretical reference for study on ground settlement induced by tunneling in sandy strata.

Key words: sand strata, tunneling, settlement, PFC2D, soil arching effect, ground loss rate

中图分类号:

U 455

王正兴, 施焱. 砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究[J]. 隧道建设, 2016, 36(2): 158-163.

WANG Zhengxing, SHI Yan. Study on Ground Settlement Induced by Tunneling in Sandy Strata Using PFC2D[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(2): 158-163.

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[1]	柏谦, 李征, 赵文, 彭志鹏. 地铁车站SP-TS管幕工法支护参数对地表沉降的影响[J]. 隧道建设, 2026, 46(1): 103-112.
[2]	房倩, 尤麒兆, 王剑晨, 王赶, 柯成建, 茹振华. 新建地铁下穿影响下既有地铁变形研究——以北京18个新建地铁下穿工程为例[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 125-139.
[3]	崔善坤, 孙三祥, 郑旭廷, 李雷. 压入式通风风管漏风对隧道CO扩散特性的影响[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 249-257.
[4]	刘小刚, 宋艺, 郭砚海, 姚希磊. 济滨高铁隧道与机场共构段设计方案[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 280-288.
[5]	张龙保, 刘畅, 李东, 刘强, 李乐, 徐文昊, 程长广, 王瀚. 盾构下穿河流对土体和防洪墙影响及控制措施[J]. 隧道建设, 2025, 45(S2): 335-346.
[6]	傅蕾, 吴惠明, 黄宏伟, 张东明, 陈刚, 李章林. 基于随机森林和MOPSO-CD的盾构隧道掘进沉降预测与施工参数优化 [J]. 隧道建设, 2025, 45(S1): 318-329.
[7]	郑旭廷, 孙三祥, 崔善坤. 基于生成对抗网络（GANs）的隧道施工通风研究与应用[J]. 隧道建设, 2025, 45(S1): 330-339.
[8]	付佰勇, 宋神友, 金文良. 沉管隧道块石垫层振密试验与颗粒流模拟研究[J]. 隧道建设, 2025, 45(6): 1090-1101.
[9]	戎密仁, 冯超, 庞银萍, 罗澜鑫, 袁颖, 耿东阳, 郑永瑞, 李佳音. 基于WTD-PSR数据处理与GSM-SVR模型的地铁沉降预测[J]. 隧道建设, 2025, 45(11): 2033-2043.
[10]	王明年, 杨恒洪, 王旭, 刘思杨, 于丽, 刘大刚. 砂土地层隧道掌子面稳定性的物质点法分析[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 73-83.
[11]	余国武, 何昊燊, 赵腾, 林存刚, 夏斌, 梁禹, 赵辰洋. 大型盾构隧道壁后注浆模型试验装置研发及初步注浆试验[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 123-134.
[12]	王志强, 王金利, 樊冬冬, 刘田双, 谭勇. 长距离矩形顶管下穿京杭大运河顶进参数分析[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 159-167.
[13]	阮恒丰, 梁荣柱, 康成, 李忠超, 曹世安, 丁智. 旁侧基坑开挖对地铁盾构隧道影响的精细化数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 245-255.
[14]	姜枫, 贺鹏, 王刚, 李为腾, 高永青, 郑程程. 隧道施工全过程安全管控与智能决策系统及其工程应用[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 266-285.
[15]	冯上泽, 丁祖德, 郭永发, 丁文云, 刘正初, 王畅羽. 下穿机场隧道悬臂掘进机开挖引起的地表沉降规律研究[J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 319-328.

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